Kurve der Unterstützungsmaxima
Definition
Die Kurve der Unterstützungsmaxima, kurz U-Kurve, bezeichnet in physiologischen Arbeitsdiagrammen – z.B. der Muskel- oder Herzfunktion – die Verbindungslinie zwischen isometrischem und isotonischem Maximum bei vorgegebener Ausgangslänge (Ruhedehnung) des Muskels.
Hintergrund
Abhängig vom Ausgangspunkt auf der Ruhedehnungskurve kann für jede Ausgangslänge eines Muskels ein isometrisches und isotonisches Maximum bestimmt werden. Die maximal mögliche Verkürzung des Muskels bei konstanter Kraftentwicklung entspricht dem isotonischen Maximum, die maximal erreichbare Kraft bei konstanter Muskellänge dem isometrischen Maximum.
Bei Unterstützungs- und Anschlagskontraktion werden 2 Phasen unterschieden:
Beim Anheben eines Gewichts entspricht in der isometrischen Phase die aufzuwendende Kraft dem Gewicht des Gegenstands. In dieser Phase ist die Muskellänge konstant, während die aktive Kraft ansteigt. In der zweiten Phase wird dann der Gegenstand angehoben. Hier kommt es zur Verkürzung des Muskels.
Bei einer Unterstützungskontraktion ist die Hubhöhe umso größer, je kleiner das Gewicht des Gegenstands ist. Im Arbeitsdiagramm wird für unterschiedliche Gewichte die in der isotonischen Phase erreichte Muskelendlänge gegen die Kraft eingetragen, die zum Anheben des Gegenstandes notwendig ist. Die Kurve der Unterstützungsmaxima entspricht hier der Verbindungslinie der Muskelendlängen. Sie wird durch die Kurven der isometrischen und isotonischen Maxima eingegrenzt.
Herzarbeit
Die Kurve der Unterstützungsmaxima beschreibt im Arbeitsdiagramm des Herzens die maximal möglichen Druck-Volumen-Kombinationen, die das Herz während der Kontraktion erreichen kann. Sie wird konstruiert, indem man für jeden Punkt der Ruhedehnungskurve (welche die passive Dehnbarkeit des Herzens in der Diastole darstellt) die zugehörigen isovolumetrischen und isobaren Maxima verbindet.
Die U-Kurve bildet die obere Begrenzung der möglichen Arbeitspunkte des Herzens und dient zur Bestimmung der Druck-Volumen-Arbeit während der Systole. Sie ermöglicht die Analyse der Austreibungsphase, indem sie den Übergang von der isovolumetrischen Kontraktion zur Auswurfphase bei geöffneter Klappe abbildet.
Frank-Starling-Mechanismus
Der Frank-Starling-Mechanismus beschreibt eine Verschiebung der Kurve der Unterstützungsmaxima. Erhöht sich die Vorlast, d.h. kommt es zu einem erhöhten enddiastolischen Füllungsvolumen des Ventrikels, verschiebt sich der Bezugspunkt auf der Ruhedehnungskurve nach rechts. Dies bewirkt eine Verschiebung der Kurve der Unterstützungsmaxima nach rechts, da durch die erhöhte Füllung größere isovolumetrische und isobare Maxima erreicht werden können. Das ausgeworfene Schlagvolumen ist vergrößert, wobei das endsystolische Volumen nur geringfügig ansteigt. Bei einer erhöhten Vorlast ist die Druck-Volumen-Arbeit des Herzens erhöht.
siehe auch: Frank-Starling-Mechanismus